Nghiên cứu mới cho thấy tác động của bức xạ là nguyên nhân khiến Mặt trăng băng giá Europa của sao Mộc phát sáng màu xanh lam trong bóng tối.
Europa là vệ tinh tự nhiên thứ sáu của Sao Mộc, trên quỹ đạo từ trong ra ngoài. Nó nhỏ hơn một chút so với Mặt trăng của Trái đất và được cho là chứa một đại dương ngầm khổng lồ "được bao phủ toàn cầu" bên dưới bề mặt đóng băng.
Trên quỹ đạo quanh sao Mộc, Europa nhận một lượng lớn bức xạ do bị "bắn phá" liên tục cả ngày lẫn đêm bởi các hạt năng lượng cao như electron. Khi những hạt này va vào bề mặt, bức xạ va vào đại dương băng giá của Mặt trăng khiến nó phát sáng màu xanh lam trong bóng tối.
Mô phỏng Mặt trăng Europa phát sáng màu xanh lam khi không có phản xạ từ Mặt trời. (Ảnh: NASA).
Trong một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 9 tháng 11, các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA lần đầu tiên đã trình bày chi tiết về sự phát sáng của Europa và những gì có thể tiết lộ về thành phố. phần băng trên bề mặt thiên thể.
Các hợp chất muối khác nhau phản ứng khác nhau với bức xạ và phát ra những tia sáng độc đáo của riêng chúng. Bằng mắt thường, ánh sáng này đôi khi trông hơi xanh lục, đôi khi có màu xanh lam hoặc trắng. Mức độ sáng cũng khác nhau tùy thuộc vào chất liệu của nó.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một quang phổ kế để tách ánh sáng thành các bước sóng và kết nối các quang phổ riêng biệt với các thành phần khác nhau của băng. Cách tiếp cận này cho phép các nhà thiên văn học biết Europa trông như thế nào mà không cần nhận ánh sáng phản chiếu từ Mặt trời.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng bề mặt của Europa được tạo thành từ một hỗn hợp của băng và các hợp chất muối thường được biết đến trên Trái đất, chẳng hạn như magie sunfat (muối Epsom) và natri clorua (muối ăn). . Nghiên cứu mới cho thấy kết hợp các muối này vào băng trong điều kiện bức xạ lớn như trên bề mặt Europa sẽ tạo ra ánh sáng.
Tác giả chính của nghiên cứu, Murthy Gudipati giải thích rằng độ sáng này là do các electron có thể đi qua bề mặt băng , cung cấp năng lượng bức xạ cho các phân tử bên dưới. Khi các phân tử đó giãn nở, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng khả kiến.
Gudipati và các đồng nghiệp của ông đã tạo ra một công cụ độc đáo gọi là buồng băng ICE-HEART để mô phỏng môi trường bức xạ trên bề mặt Europa. Họ đưa ICE-HEART đến một cơ sở điện tử năng lượng cao ở Gaithersburg, Hoa Kỳ và bắt đầu thử nghiệm xem chất hữu cơ bên dưới bề mặt băng của Europa sẽ phản ứng như thế nào với các vụ nổ bức xạ.
"Mỗi khi tôi thử một thành phần băng mới, ánh sáng phát ra khác nhau. Phân tích quang phổ cho thấy mỗi loại băng có một quang phổ khác nhau, trong đó nước đá từ hợp chất muối natri clorua cho mức độ phát sáng." thấp hơn đáng kể ” , Bryana Henderson, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.
Mặt trăng của Trái đất có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm vì một mặt của thiên thể phản chiếu ánh sáng từ Mặt trời, nhưng độ sáng của Europa là do một cơ chế hoàn toàn khác. Ngay cả khuôn mặt bị che khuất của nó cũng có thể phát sáng liên tục.
Mặc dù không phải là một sứ mệnh tìm kiếm sự sống, công việc của Gudipati et al. Đã cung cấp thêm thông tin chi tiết về thành phần bề mặt của Europa. Điều này giúp ích rất nhiều cho họ trong nỗ lực tìm hiểu khả năng hỗ trợ sự sống của các thiên thể, cũng như giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách sự sống hình thành và phát triển trên Trái đất.
Cập nhật: 11/11/2020
